近日，我校生命科学学院刘娜教授团队在国际知名期刊Plant Communications上发表了题为Roles of MADS-box transcription factors in plant responses to abiotic and biotic stresses的长文综述。系统总结了MADS-box转录因子在植物应对复杂环境挑战中的分子调控网络，为协同改良作物产量与抗逆性提供了重要的理论参考。
作为植物体内最古老、最重要的转录因子家族之一，MADS-box基因传统上被公认为控制花器官发育、开花时间及果实成熟的“总设计师”。然而，在气候变化加剧、生物逆境频发的背景下，探索该家族如何介导植物对外界环境的适应，已成为当前植物分子生物学研究的新焦点。文章指出，植物在整个生命周期，面对复杂多变的环境，会在生长与防御之间做出精准的权衡，而MADS-box转录因子正是这一平衡过程的“信号整合中枢”。它们通过协同激素信号通路、调控下游基因表达，将环境压力信号转化为高效的生理生化响应。 文章详细分析了MADS-box转录因子在两大核心领域的调控图谱。1）非生物胁迫调控：深入探讨了MADS-box家族在应对干旱、盐害、极端温度、营养缺乏及重金属等逆境中的表现。特别强调了其在提高植物耐盐性方面的精细调控网络（图1），揭示了该家族成员通过调节离子稳态与渗透调节物质，增强植物生存韧性的机制。2）生物胁迫防御：在应对细菌、真菌和病毒侵染时，MADS-box基因同样发挥着不可替代的作用（图2）。它们参与介导植物的系统获得性抗性（SAR）及诱导系统抗性（ISR），构筑起植物抵御病原菌的分子防线。 立足于未来农业的可持续发展，文章提出了四个关键研究方向：1）将模式植物中的调控机制加速应用到大田作物中，挖掘优异抗逆等位基因。2）利用多组学技术，探究MADS-box蛋白在特定时空下的动态互作网络。3）阐明同源基因功能分化背后的磷酸化、泛素化等修饰机制。4）结合人工智能（AI）与基因编辑技术，对MADS-box基因进行“量身定制”式改造，以期在不影响作物产量的前提下，实现作物多种抗逆性的协同改良，为保障全球粮食安全提供新的解决方案。
图1MADS-box转录因子在提高植物耐盐性中的调控作用
图2MADS-box基因在生物胁迫响应中的调控作用
我校生命科学学院刘娜教授、郑文明教授、王旭副教授以及美国南卡罗来纳大学的傅正擎教授为论文的通讯作者。该工作得到了王道文研究员的悉心指导，研究生刘子豪、田光翔、赵世佳等亦参与了论文的部分工作。该研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及河南省多个科技项目的支持。
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https://doi.org/10.1016/j.xplc.2026.101778
编辑：黄璞 李培亚
审核：赵月
签发：陈玺
通讯员：宋鹏宇
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责任编辑：沈静雯
图文来源：河南农业大学官方网站
